高中物理 《電容器 電容》教案2 魯科版選修3-1

1、第二章第四節(jié) 電容器 電容【教學(xué)目的】1、解電容器的構(gòu)造、種類（以及*電路圖符號）2、理解電容器在電路中的基本工作充電和放電；了解電容器在技術(shù)上應(yīng)用的實例。3、知道電容的物理意義，了解影響電容的因素，了解影響平行板電容器電容的大小的因素，了解電容器的工作電壓和擊穿電壓的意義?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】了解電容器的構(gòu)造、理解電容器在電路中的充電和放電、掌握電容的概念【教學(xué)難點(diǎn)】掌握電容的概念【教學(xué)媒體】1、 實驗器材：各種電容器若干；拆好的紙制電容器（分組）；電容器展示板2、 課件：電容器充放電過程的FLASH【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】直接導(dǎo)入：電容器是電氣設(shè)備中的一種很重要的元件，在電子技術(shù)和電工技術(shù)中有很重

2、要的應(yīng)用，例如在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電視機(jī)中都有電容器。今天我們就來一起認(rèn)識電容器?！拘抡n內(nèi)容】1. 認(rèn)識電容器：（1） 外形和構(gòu)造展示各種電容器，體會電容器的大小、外形有巨大的差別。請同學(xué)們拿出拆好的紙質(zhì)電容，觀察它的內(nèi)部構(gòu)造并說出看到的情況。電容器有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間用紙（絕緣體）隔開，每片錫箔引出一個電極。實際上，任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。板書：1、電容器：任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。主要構(gòu)造：兩個金屬極板各引出一條導(dǎo)線，中間夾有絕緣介質(zhì)。（2）種類：邊板書邊介紹：2、按絕緣介質(zhì)分，有：云母電容器、陶瓷電容器、紙質(zhì)電容器、電解電容器（

3、用鋁箔做陰極，氧化膜做絕緣介質(zhì)，浸過電液的紙做陽極分陰陽，所以只能單向?qū)щ姡?；按兩極板間距離或兩極板間的正對面積是否可調(diào)，可分為：固定電容器、可變電容器、半可變電容器；它們的符號如右圖所示（2） 電容器的工作方式：FLASH演示：當(dāng)原本不帶電的電容器的兩個極板與電源的正負(fù)極相連時，電路中有短暫電流通過，從而使兩板帶上等量的異種電荷，此時，在兩極板間建立了電場，電荷越多，電場越強(qiáng)，電勢差越大。等到合場強(qiáng)為零，電路中就沒有電流了。板書：3、使電容器兩極板帶上等量異種電量的過程叫做充電。一個極板所帶電量的絕對值叫做電容器所帶的電量，用Q表示。電容器充電的過程，就是兩極板帶上電荷的過程，也就是極板間建

4、立電場，產(chǎn)生電勢差，儲存電場能的過程。反之，用導(dǎo)線將原本帶電的電容器兩極板連接起來時，由于電路中有電勢差，有放電電流通過，兩極板上的電量中和，兩極板間的電場、電勢差消失，這個過程叫做放電。板書：放電：兩極板上的電量中和的過程。電容器在電路中的工作就是這樣，通過一定的方式使電容器充電后再放電，利用這一規(guī)律來達(dá)成電路的控制。好比一個水杯的作用就是先用來盛水，然后再在某些條件下把水倒出。閱讀書P41/電容器的應(yīng)用。2. 了解電容：水杯盛水的能力有所不同，而電容器容納電荷的本領(lǐng)也有所不同，我們把這叫做電容器的電容。板書：4、電容意義用來描述電容器容納電量的本領(lǐng)我們通過實驗發(fā)現(xiàn)，同一個電容器所帶電量Q越

5、大，其兩極板間的電壓U也越大，但電量與電壓的比值Q/U不變，而不同電容器的這一比值不同。好比一個直形水容器，同一個容器的盛水高度越高，水量就越大，但水量/水高=定值；但不同水容器的比值不一樣。這說明Q/U這一比值能代表電容器自身的性質(zhì)。我們就用該比值來表示電容器的電容值。板書： 定義電容=電量/電壓符號：C 公式C=Q/U單位：法拉（簡稱：法）用F表示，1F=1C/V 電容是標(biāo)量。 幾點(diǎn)注意：1、電容器是一種元件，而電容則是一個物理量，用來表示電容器的性質(zhì) 2、電容器容納電荷的本領(lǐng)相當(dāng)于直筒形容器容納水的本領(lǐng)。但電容是相當(dāng)于直筒形容器的底面積，底面積越大，水位每上升1個單位高度，水量就增加的越

6、多，而對應(yīng)的電容越大，就是兩極板間電壓每升高1V，兩板就會多容納更多的電量。這里的“容納”并不是指容器可盛的最大水量或電容器可帶的最大電量。 3、直筒形容器可帶的最大水量出來底面積外還要取決于它的高度，而電容器的最大電量除了電容外還要取決于它可能達(dá)到的最大電勢差。這個電勢差叫做擊穿電壓。當(dāng)兩板間的電壓超過擊穿電壓時，板間的絕緣題會被強(qiáng)大的場強(qiáng)擊穿變成導(dǎo)體而放電。所以電容器可帶的最大電量Qm=C·Um。在電容器的外殼上寫著額定電壓等參數(shù)，額定電壓就是電容器安全工作時的電壓上限。板書：5、電容器兩板間所加工作電壓不能超過擊穿電壓（額定電壓）。例1：書P40/C=1.5F，U=90V，求Q

7、=？（解略）強(qiáng)調(diào)F是一個很大的單位，通常電容的單位用F或Pf。收音機(jī)里常用的電容從幾個皮法到幾十個微法。若該電容接在180V的電壓上（未超過擊穿電壓），則Q/=2Q；但電容C不變。說明電容雖由電壓和電量計算，但電壓和電量的比值不變。鞏固：書P42/1、2、33. 平行板電容器：電容的值不由電壓和電量決定，那到底取決于什么因素呢？由于電容器的種類很多，這里我們也選取最簡單的電容器平行板電容器來分析。板書：6、平行板電容器：由兩個互相平行且彼此絕緣的金屬板構(gòu)成。猜想：如何讓平行板電容器在電壓不變的情況下帶上更多的電量？學(xué)生闡述，教師歸納總結(jié)并闡述其原理方法1、增大兩板面積；方法2、減小兩板距離；方

8、法3、在兩板間插入金屬板（相當(dāng)于減小兩板間距）或者在兩板間插入介質(zhì)板。板書： 平行板電容器的電容取決于兩板間的正對面積（CS）、兩板間距（C1/d）和兩板間的介質(zhì)（有介質(zhì)比無介質(zhì)電容大）。所以可變電容就是在改變電容器的正對面積。而柱極體話筒是利用電容器兩板間的距離變化來該變電容器，水位測量儀則是利用電容器兩板間的介質(zhì)變化來改變電容，這些方式能將力學(xué)量如：位移轉(zhuǎn)化成電學(xué)量來測量。4. 靜電計展示靜電計，讓學(xué)生觀察。要求看出它與驗電器的差別，。我們把驗電器的金屬球和外殼同時與電容器的兩端連接起來，這時驗電器就成了靜電計。靜電計是測什么的呢？演示：拉開帶電的平行板電容器的兩極板，發(fā)現(xiàn)靜電計的箔片張角增大。錯開兩極板，減小其正對面積，發(fā)現(xiàn)箔片張角也增大，插入介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)張角減小。結(jié)論：電容增大時，張角減小；電容減小時，張角變大。猜想：是否張角與電容大小成反比？進(jìn)一步演示：將電容器保持與電源相連，同樣做上述改變，發(fā)現(xiàn)，